PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

On estimation of residual stresses in rails using shake-down based method

Autorzy
Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
O szacowaniu naprężeń resztkowych w szynie przy pomocy teorii plastycznego przystosowania
Języki publikacji
PL
Abstrakty
PL
W pracy przedstawiono metodę, która może zostać zastosowana do wyznaczenia rozkładu naprężeń resztkowych w ciałach poddanych obciążeniom cyklicznie zmiennym. Mieszana globalno/lokalna wersja Bezsiatkowej Metody Różnic Skończonych (BMRS) została zastosowana do zbudowania dyskretnego sformułowania obliczeniowego modelu mechanicznego służącego do wyznaczania rozkładu naprężeń resztkowych w sprężystoplastycznych ciałach poddanych obciążeniom cyklicznie zmiennym. Model mechaniczny oparty jest na twierdzeniach teorii plastycznego przystosowania. W pracy przedstawiono wybrane jedno- i dwuwymiarowe testy weryfikacyjne i walidacyjne, włączając dyskusję ich rezultatów i konkluzje dotyczące szczegółowych rozwiązań modelu obliczeniowego. Opracowana metoda została zastosowana do wyznaczenia rozkładu naprężeń resztkowych w szynie kolejowej poddanej symulowanym obciążeniom kontaktowym.
EN
This paper presents a method, which may be used to determine residuaI stress distribution in bodies subject to cyclic loads. A mixed global/local version of the Meshless Finite Difference Method (MFDM) is used to devise a discrete computational formulation of a shakedown based residual stress calculation mechanical model for elastic-plastic bodies subject to cyclic loadings. Several 1D and 2D verification/vaIidation tests are presented, including thorough discussion of results and conclusions regarding the details of computational model. The method developed is applied to determine residual stress distribution in a railroad rail subject to simulated contact load.
Rocznik
Strony
319--336
Opis fizyczny
Bibliogr. 36 poz., rys., tab.
Twórcy
  • Cracow University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Warszawska 24, 31-155 Kraków
Bibliografia
  • 1. Belytschko T., Lu Y.Y., Gu L.: Element-free Galerkin Methods, International Journal for Numerical Methods in Engineering, 37, 229-256, 1994.
  • 2. Cecot W.: An Application of the Boundary Element Method to the Calculation of Residual Stresses Induced by Cyclic Loads, Ph.D. Thesis, SMI CUT, Cracow, 1989 (in polish).
  • 3. Cecot W., Orkisz J.: Boundary Element Analysis of Actual Residual Stresses in Elastic- Plastic Bodies under Cyclic Loading, Int. J. Engng Anal. with Boundary Elements, 9/4, 289-292, 1992.
  • 4. Cecot W., Orkisz J., Szczygiel M.: Boundary Element Analysis of Residual Stresses and Strains in a Railroad Rail, Proc. XI Conf. CMSM, Kielce-Cedzyna, 147-152, 1993.
  • 5. Collatz L.: Numerische Behandlung von Differential Gleichungen, Springer, Berlin, 1955.
  • 6. Dekker G.: Semi-discretization methods for partial differential equations on non-rectangular grids, International Journal of Numerical Methods in Engineering, 15,405-419, 1980.
  • 7. Forsythe G.E., Wasow W.R.: Finite Difference Methods for Partial Differential Equations, Wiley, New York, 1960.
  • 8. Groom J.J.: Determination of Residual Stresses in Rails, Batelle Columbus Laboratories, Rpt. no.DOT/FRA/ORD-83-05, Columbus, 1983.
  • 9. Holowinski M., Orkisz J.: Hybrid Finite Element Method for Estimation of Actual Residual Stresses. In: O. Orringer et al., editors, Residual Stress in Rails, II, 125-149, Kluwer Acad. Publ., 1992.
  • 10. Jensen P.S.: Finite Difference techniques for variable grids, Computers and Structures, 2, 17-29, 1972.
  • 11. Krok J., Orkisz J.: A unified approach to the FE and Generalized Variational FD method in nonlinear mechanics, concept and numerical approach, In: Discretization Method in Structural Mechanics, IUTAM/IACM Symposium, Vienna 1989, 353-362, Springer- Verlag, Berlin, 1990.
  • 12. Krok J., Orkisz J.: On Adaptive Meshless FDM/FEM Approach in Field Problem, XIV Conf. PCMM, Rzeszów, 175-176, 1999.
  • 13. Kwok S.K.: An improved curvilinear Finite Difference (CFD) method for arbitrary mesh systems, Computers and Structures, 18, 719-731, 1984.
  • 14. Liszka T.: An interpolation method for an irregular net of nodes, International Journal of Numerical Methods in Engineering, 20, 1599-1612, 1984.
  • 15. Liszka T, Orkisz J.: Finite Difference Method of Arbitrary Irregular Meshes in Non- Linear Problems of Applied Mechanics, 4th Int. Conf. on Structural Mechanics in Reactor Technology, San Francisco, California, 1977.
  • 16. Liszka T, Orkisz J.: The finite difference at arbitrary irregular grids and it's applications in applied mechanics, Computers and Structures, 11, 109-121, 1980.
  • 17. Liszka T., Orkisz J.: The Finite Difference Method for arbitrary irregular meshes - a variational approach to applied mechanics problems, Proc 2nd International Congress on Numerical Methods in Engineering, Paris, 277-288, 1980.
  • 18. Liu W., Chen Y, Jun S., Chen J.S., Belytschko T, Pan C., Uras R.A., Chang C.T: Overview and applications of the Reproducing Kernel Particie Methods, Archives of Computational methods in Engineering: State of the art reviews, 3, 3-80, 1996.
  • 19. MacNeal R.H.: An asymmetrical Finite Difference network, Questions of Applied Mathematics, 11, 295-310, 1953.
  • 20. Martin J.B.: Plasticity - fundamentals and general results, The MIT Press Publ., 1975.
  • 21. Mullord P.: A general mesh finite difference method using combined nodal and elemental interpolation, Applied Mathematical Modelling, 3, 433-440, 1979.
  • 22. Nayroles B., Touzot G., Villon P.: Generalizing the Finite Difference Method: diffuse approximation and diffuse elements, Computational Mechanics, 10,307-318, 1992.
  • 23. Ońate E., Idelsohn S.R: A mesh-free finite point method for advective-diffusive transport and fluid flow problems, Computational Mechanics, 21, 283-292, 1998.
  • 24. Orkisz J.: Finite Difference Method, In: M. Kleiber, editor, Handbook of Computational Solid Mechanics, 336-432, Springer Verlag, Berlin, 1998.
  • 25. Orkisz J., Cecot W.: Prediction of actual residual stresses resulting from cyclic loading in kinematic hardening material, Proc. Int. Conf. COMPLAS V, Barcelona, 1879-1891, 1997.
  • 26. Orkisz J., Harris A.: Analysis of Residual Stresses at Shakedown, A Hybrid Approach, Theoretical and Applied Fracture Mechanics, 9, pp. 109-121, 1988.
  • 27. Orkisz J., Holowinski M.: Prediction of Residual Stresses in Rail: Practical Benefits from Theoretical Approach. In: J.J. Kalker et al., editors, Rail Quality and Maintenance for Modern Railway Operation, 273-285, Kluwer Acad.Publ., 1993.
  • 28. Pazdanowski M.: Recent developments in estimation of residual stresses in railroad car wheels made of material exhibiting kinematic hardening, Proc. XV Conf. CMM, Gliwice/Wisla, 2003.
  • 29. Peronne N., Kao R.: A general Finite Difference Method for arbitrary meshes, Computers and Structures, 5, 45-58, 1975.
  • 30. Samarski A.A.: Theory of Difference Schemas, Nauka, Moscow, 1977. (in russian).
  • 31. Skrzypek J.: Theory of Plasticity and Creep; Theoretical Introduction, Examples, Problems, Cracow Dniversity of Technology Press, Cracow, 1980. (in polish).
  • 32. Sulsky D., Schreyer H.L.: The particle in cell method as a natural impact algorithm, Sandia National Labs, Contract No. AC-1801, 1993.
  • 33. Wyatt M.J., Daves G., Snell C.: A new difference based Finite Element Method, Proceedings of Institute of Civil Engineering, 59, 395-409, 1975.
  • 34. Zerbst D., Lunden R., Edel K.-O., Smith R.A.: Introduction to the damage tolerance behaviour of railway rails - a review, Engineering Fracture Mechanics, 76, pp. 2563-2601, 2009.
  • 35. Zhang X., Liu X-H., Song K-Z., Lu M-W.: Least squares collocation meshless method, International Journal for Numerical Methods in Engineering, 51, 1089-1100, 2001.
  • 36. Życzkowski M.: Combined Loadings in the Theory of Plasticity, Polish Scientific Publishers, 1981.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-article-BPZ4-0019-0011
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.